浅析碾压混凝土重力坝的抗渗性能和防渗措施
龙滩碾压混凝土重力坝大坝及坝基防渗排水系统设计

龙滩碾压混凝土重力坝大坝及坝基防渗排水系统设计摘要碾压混凝土层面是坝体渗漏的薄弱环节,龙滩工程大坝要承受200m级的高水头,如何减少坝体渗漏量,降低坝基及坝体层面的扬压力,是大坝设计的关键技术问题之一。
参照目前国内已建工程的经验,结合大量的室内室外试验成果,龙滩工程采用了变态混凝土和二级配碾压混凝土组合防渗的技术,并通过坝内分层廊道连接坝体排水孔幕,在坝体内形成“前堵后排”的有效系统。
坝基采用常规的水泥灌浆帷幕进行防渗,并通过上下游帷幕和左右横向连接帷幕形成坝基抽排系统,以有效的降低坝基及坝体下部层面的扬压力。
关键词变态混凝土二级配碾压混凝土坝基防渗抽排系统龙滩1工程概况龙滩水电站位于红水河上游,广西省天峨县境内,下距天峨县城15km。
坝址以上控制流域面积98500km2,多年平均流量1630m3/s,多年平均径流量514亿m3。
工程按正常蓄水位400.00m设计,分两期建设。
初期建设正常蓄水位375.00m,相应库容162.10亿m3,调节库容111.50亿m3。
电站装机7台,单机容量600 MW,总装机4200MW,保证出力1234MW,多年平均发电量156.70亿kW·h;后期正常蓄水位400.00m时,相应库容272.70亿m3,调节库容205.30亿m3,电站装机9台,单机容量600MW,总装机装机5400MW,保证出力1680MW,多年平均年发电量187.10亿kW·h。
龙滩水电站枢纽主要建筑物由挡水建筑物,泄水建筑物,引水发电系统及通航建筑物组成。
河床坝段布置泄水建筑物,由7个表孔和2个底孔组成,采用挑流消能;通航建筑物布置在右岸,采用二级垂直提升式升船机,二级升船机之间由中间渠道连接;通航建筑物和河床泄水坝段之间为6个重力式挡水坝段;引水发电系统布置在左岸,电厂进水口为“一字型”排列的坝式进水口,发电厂房布置在左岸山体内,为全地下厂房,装机9台;500kV开关站及出线平台布置于左岸下游距坝约500m的冲沟处。
碾压混凝土坝的渗漏问题及处理措施

第39卷第11期水电站机电技术Vol.39No.112016年11月Mechanical &Electrical Technique of Hydropower StationNov.2016收稿日期:2016-09-09作者简介:贾峰(1987-),男,助理工程师,从事项目工程管理工作。
碾压混凝土坝的渗漏问题及处理措施贾峰(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司,四川苍溪628400)摘要:相对于传统的水坝来讲,碾压混凝土坝作为效果较好的一种水坝,其具有较多传统水坝没有的优势。
其不但可以获得良好的施工效果,在施工过程中还可以提高施工效率,减少施工资金的投入。
当前,碾压混凝土坝的施工工艺和质量控制措施获得较高提升,在国外的市场中也获得了大范围的推广。
在接下来的一段时间内,碾压混凝土坝将作为一个领先的水坝技术,在国内和国际的市场中其发展和应用会获得更高的提升。
关键词:碾压混凝土坝;渗漏;问题;处理措施中图分类号:TV642文献标识码:B文章编号:1672-5387(2016)11-0079-02DOI:10.13599/ki.11-5130.2016.11.0301引言水利水电工程中最为典型的问题就是大坝的渗漏问题,会给正常运行的大坝带来一些负面的影响。
渗漏会引发一系列的病害,如地基冻胀、钢筋腐蚀、冻融、侵蚀及溶蚀。
溶蚀破坏会引发混凝土强度的降低;渗漏还会使水利水电建筑内部产生较大的浮托力和渗透压力,严重的渗漏还会对建筑的稳定性和安全性造成危害。
与常规的混凝土坝相比较,碾压混凝土坝是一种新型的筑坝技术,其优点是降低工程投资和施工时间,施工速度较快,施工设备具有较强的通用性,节省水泥,温控简化等,是混凝土筑坝的一个新兴技术,具有较为显著的经济效益,但是其也会出现渗漏。
目前应用最为广泛的碾压混凝土坝主要为中国的RCCD、美国的RCC 和日本的RCD。
2碾压混凝土坝的防渗的必要性伴随着水利水电的发展,人们愈加重视混凝土坝的渗漏问题,之前的混凝土坝水泥的用量较大,且利用柱状法浇筑,缺点是施工速度慢,难以控制温度,但是混凝土坝主体防渗,且没有专职的防渗结构。
混凝土重力坝坝基防渗计算方法与防渗措施综述

混凝土重力坝坝基防渗计算方法与防渗措施综述摘要:本文简述了混凝土重力坝防渗的重要性,介绍了目前防渗计算的方法主要是数值分析法及其适用条件,可用模型试验作为辅助,施工采用防渗帷幕与排水孔幕结合的防渗措施。
随着计算机的飞速发展,渗流计算分析走进了三维阶段,尤其是基于有限单元法,各类计算软件层出,为防渗施工提供了可靠的数据支撑,但需要在数据取值和模型上尽量与实际工程相符。
针对不同的实际工程,防渗帷幕和排水孔幕有主有次,防渗帷幕要有一个合适的深度,并不是越深越好,排水孔的深度大于20米后排水效果也不会增加,采取防渗措施时需要数值计算结合工程经验关键词:地基;混凝土重力坝;渗流;防渗计算;防渗措施重力坝是各种坝型中最早出现的,早期的重力坝横断面非常大,断面的形状与梯形非常类似。
2009年竣工的世界最大重力坝——三峡水利枢纽重力坝也氤氲而生。
随着混凝土重力坝坝体横断面设计的不断优化,相应的防渗计算方法和施工技术措施也不断发展起来。
渗流会引起坝基岩体的化学和物理性质发生变化,在长期的渗透力作用下会导致坝体受力的变化而影响到整体的稳定性。
虽然这么多年来人们一直对坝体渗流进行研究,但在已经建成的大坝中还是出现了很多渗流问题。
据统计,约有三分之一的坝体稳定破坏是由于发生了渗流问题而产生的。
坝体失事会导致下游人民的生命财产受到威胁,同时对生态环境和文化遗产也会造成难以挽回的损失。
所以,解决渗流问题成为大坝建设和维护中重要的一环。
要在实际工程中避免发生渗流破坏同时采取合适的防渗措施,就要研究渗流发生的特性。
从19世纪末至今,诸多科研人员已经对渗流问题做过广泛而深入的研究,渗流研究已经成为一门研究方法相对独立的学科。
1 坝基渗流计算方法简述及其评析渗流的研究是用假想的渗透水流来代替真实的水流,从而研究具有平均性质的渗透规律而不是某一质点的运动特性,运用经典的连续性介质渗流理论来进行分析,这种假想的水流所占据的空间区称为渗流区或渗流场,流速和水头是它的两个基本量,通过渗流分析来选择相对较好的防渗措施[1]。
重力坝、拱坝、土石坝三种坝体的防渗处理

重力坝、拱坝、土石坝三种不同坝体的防渗处理摘要:分析重力坝、土石坝、拱坝出现渗漏原因,采取相应措施一、重力坝渗漏分析与防渗处理一)、重力坝渗漏分析1、重力坝是用浆砌石(grouted rubble)或者混凝土(concrete)材料建筑而成的挡水建筑物,其剖面一般做成上游面近于垂直的三角形断面,主要依靠坝体的重量,在坝体和地基的接触面产生抗剪强度或者摩擦力,来抵抗水库的水平推力,以达到稳定的要求;同时,也依靠坝体的自重产生的压应力,来抵消由于水压力所引起的坝体上游侧的拉应力,以满足坝身强度的要求。
2、由于混凝土与岩体都是透水材料,加上施工方法、施工过程存在差异,故此渗流不可避免二)、重力坝防渗处理地基处理时重力坝防渗处理的关键,坝基的固结灌浆和帷幕灌浆是坝基防渗处理的主要措施。
1、重力坝坝基固结灌浆1)、目的:△减少坝基的渗透性(permeability),减少渗透量;△提高基岩的整体性和弹性模量(modulus of elasticity),减少基岩受力后的变形(deformation);△提高岩体的抗压强度和抗剪强度;△在帷幕灌浆前的固结灌浆,可提高帷幕灌浆的灌浆压力。
2)、固结灌浆的设计:①灌浆范围:依坝高和岩基裂隙分布情况而定。
—高坝或者裂隙发育,坝基全部灌浆,并适当加大范围。
—裂隙很不发育,只在坝踵或者坝趾处灌浆—只在坝踵处固结灌浆,以加大帷幕灌浆的压力—溶洞、溶槽部位,除回填外,应对顶部及周围进行固结灌浆。
②排孔形式:梅花形或者方格形,对较大的断层和裂隙应专门布孔。
③间距:根据地质条件,并参照灌浆试验确定,一般为3~6m④孔深:一般为5~8m,局部区域及坝基应力较大的高坝基础,可适当加深,帷幕灌浆区附近,与帷幕灌浆配合,可适当加深,一般为8~15m。
⑤灌浆压力:以不掀动岩石为原则,取较大值。
施工时,应加强监测。
一般无盖重时0.2~0.4Mpa,有盖重时0.4~0.7Mpa 2、重力坝坝基帷幕灌浆1)、目的:降低坝底渗透压力;防止坝基内产生机械或者化学管涌;减少坝基和坝肩渗透流量2)、灌浆材料的选择:①水泥灌浆●裂隙宽度>0.1mm,地下水流≮600m/昼夜,地下水对水泥无危害性的侵蚀作用,采用水泥灌浆。
碾压混凝土坝中变态混凝土防渗效果分析及施工技术

碾压混凝土坝中变态混凝土防渗效果分析及施工技术摘要:随着社会经济的不断发展,水利工程建设也得到很大发展,大坝施工即防渗技术是水利工程的重要部分,碾压混凝土坝的坝身防渗结构对大坝防渗起到至关重要的作用。
碾压混凝土具有施工快、强度高、水泥用量少、造价低、减少施工环境污染等优点,但是对于碾压混凝土坝体的上游防渗层、廊道、预留孔洞等周边混凝土,难以碾压密实影响防渗效果。
如采用常态混凝土造价高、影响施工进度,且两种混凝土结合部位质量差也易导致渗漏。
变态混凝土在碾压混凝土坝体中的应用,使两种混凝土同步上升,有效减少异种混凝土间薄弱结合部位,既满足坝体防渗效果又满足造价、进度方面的需求。
关键词:碾压混凝土坝;变态混凝土;施工技术;防渗效果1工程概况某水电站位于四川雅砻江,系雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级电站。
电站主要任务为发电,正常蓄水位高程1330m,最大坝高168.0m,坝型为碾压混凝土重力坝。
坝体混凝土包括二级配和三级配碾压混凝土、常态混凝土、变态混凝土,其中上游防渗层、廊道周边变态混凝土厚度为1.0m,坝体下游表面变态混凝土厚度为0.5m。
碾压混凝土施工工艺流程详见图1。
图1 施工工艺流程图2变态混凝土防渗效果分析2.1模拟分析参数、工况选取选取大坝的最大的挡水段断面建立有限元模型,坝体内设置了多种基础廊道。
碾压混凝土大坝碾压混凝土按30cm一层逐层施工形成,无法避免出现的一些层面、缝面。
这些层面缝面影响碾压混凝土的渗流,是影响碾压混凝土大坝渗流的关键因素,渗流模拟的时候作为重点进行模拟。
碾压混凝土本体的渗透性远小于层面、缝面的渗透性,即平行于缝面的渗透性远大于垂直于缝面的渗透性,根据这种特点可以将碾压混凝土本体和缝面进行等效均化,把碾压混凝土坝身按照均一但是各向异性的渗透材料来考虑。
防渗分析主要验证上游面变态混凝土、下游面变态混凝土、二级配碾压混凝土、坝体排水孔等结构的防渗效果,看是不是满足工程的要求。
论述碾压混凝土重力坝的抗渗性能和防渗措施

・ 2 2 7 ・
论 述碾压 混凝 土重 力坝 的抗渗性 能和 防渗措施
顾 世 峰
( 嫩 江县 水 务 局 , 黑龙 江 嫩 江 1 6 1 4 0 0 )
摘 要: 坝体防漏和 防渗一直是碾压 混凝土坝建造 中的一 个重要 的研 究课题 , 坝体 渗漏不仅造成 水资源损失 , 还会 关 系到 大坝 的层 间结合、 渗透压力的 大小、 降低坝体层 面摩擦 系数、 增加渗透压 力、 影响坝体 的稳定性 、 整体性和 耐久性 , 会 对混凝土侵蚀危 害。 威胁 大坝 的安 全使 用 , 而且渗水从下游坝 面选 出, 还会影响坝体 美观 , 这些都影响碾压 混凝 土筑坝技 术的发展及 更广泛的应用, 因此必须做好坝体 防渗措施 。本 文现 就碾 压混凝 土重力坝的抗渗性 能和 防渗措施做 简要论述。 . 关键词 : 碾压混凝土重力坝 ; 抗渗性能 ; 防渗措施 ; 骨料 ; 面板 碾压混凝 土筑 坝技术 问世以来 , 国内外已建成多座碾压混凝土 2 . 3 . 2薄常态混凝土垫层。通常厚度为 0 . 3 ~ 1 . 0 m, 采用这种防渗 坝。 尽 管这些工程各有特色 , 但就 防渗性能而言 , 均存在室 内试验与 层造价 比较便宜 , 但它的防渗作用不够理 想 , 仍有 可能通过 面板的 工程实践 之间较大差距 的问题 。 主要原 因首先是在碾压混凝土 的填 干缩裂缝 、 常态与碾压的过渡带处理如有不 当, 层面易发生渗漏。 因 筑过程 中 , 骨料分离时有发生 , 容易形 成微小通道 , 影响了坝体防渗 此采用这种防渗措施应慎重 。 性能 , 其次是碾压混凝土层间结合难以达到理想状 态。 2 . 3 _ 3预制混凝土板加 P V C薄膜防渗。 有资料表明 , 采用连续薄 1 抗 渗 性 能 膜防渗是有效 的, 即使坝 面有些裂缝 , 引诱防渗薄膜 , 也不漏水 。也 碾压混凝土 的抗渗性能与材料 内部 的孔隙结构状态 、 层 面的结 可用 1  ̄ 2 mm厚 的聚氯 乙烯或氯 丁胶作 防水膜 。但 由于 当前薄膜及 合性能以及坝体 由于收缩后温度形变的裂缝等因素有关。 其在混凝土表面贴 附的耐久性 ( 老化 、 断裂 ) 问题 , 还有待进 一步认 碾压混凝 土 由于胶凝 材料较少 , 和易性 相对较差 , 因而碾压 质 识 和研究 , 因此 尚未在工程 中广泛应用。 量较难保持均匀 , 骨料容易分离 , 抗渗 陛能 的离散程 度较 大 , 但采用 2 . 3 . 4后 浇钢筋混凝土面板防渗 。这种防渗措施 即有分 逢又有 适 当 的、 对轻度 分离有一定适 应能力 的砂浆 和灰浆含 量 , 适 当的水 止水 , 可以防止板 的裂缝和漏水 , 它不 干扰碾压混凝土 的碾压施工 。 灰 比, 适 当的骨料级配 , 以及 比较审慎 的施工 , 这一欠缺是可 以改 善 在后浇钢筋t 昆 凝土面板施工 时 , 碾压混凝土坝大多已受了干缩和内 的。但在 目前情况下下 , 骨料分 离特别时碾压层面 附近 的骨料分 离 表温差 的冲击 , 裂缝 已基本形成 , 使钢筋混凝土 面板起到 明显 防渗 还 难以充分有效地加以解决 , 因而碾 压层 面往往成为集 中渗流 的通 堵漏作用 。 道。 2 . 3 . 5沥青砂浆层 防渗 。此 防水抗渗层一般是 4 ~ 8 c m厚 度的沥 工 程实践表明 , 在没有骨料分离 的部 位严 格按施工工艺进行施 青砂浆 , 由于是 塑料 材料 , 可以适应碾压混凝土用 的裂 缝而不至 漏 在沥青砂浆施工 时碾压混凝土 已干缩 、 开裂 , 沥青砂浆层形成后 工, 碾压 混凝土层 间结合 问题 时可 以妥善解决 的 , 大坝要求 的抗渗 水 。 性 也 能 得 到 保 证 。据 统 计 碾 压 混凝 土 坝母 体 的抗 渗 标 号 多 在 其防渗堵 漏作用是有效 的, 已成功应用于不少碾压混凝土坝 。 W4 ~ W6以上 , 并 不 比常态混 凝土差 , 能满足设计 要求 , 如果施 工质 2 . 3 . 6收缩混凝土面板 防渗 。这种措施靠刚性材料 防渗 , 它是普 量很好 , 甚至 可到 W1 0 ~ W1 2左右 。层面 的抗 渗标 号一般低 于碾 压 通水 泥制备 的混凝土 中加入适量的膨胀剂 , 使其在养护期 间产生适 混凝土本身 ( 母体 ) 标号 的 5 0 %以上。 度的体积膨胀 , 在钢筋及其周 围的边界约束下 , 能对钢筋产 生一定 2 防渗 措 施 的化学预应力 ( 或称 自 应力 ) , 使其部分抵消混凝土干缩和冷却产生 广 义的防渗措施 既包括减渗 , 也包 括控渗 , 也就是 工程 中常说 的拉应力 。 的“ 前 防后排 ” 。 2 . 3 . 7预制混凝土块坐浆勾缝防渗。使用预制混凝土块 、 乳胶砂 2 . 1关于 “ 后排” 的问题。初期修建碾压 混凝土坝 , 大多不设 坝 浆 、 勾缝 、 横缝 坐浆 可用微膨胀水泥砂浆 , 形成 防渗层 , 这种 防渗措 身排水 , 按全 水头扬压力设 计 , 显然是不经 济的。如不设 置坝身 排 施有 以下优点 , 即: 可代替模板 , 施工简单 、 快速 ; 预制块砌筑后 自身 水, 下游坝坡坡 比需要 0 . 8 5 , 若设置有效 的排 水 , 则可 降至 0 . 7 0 。近 体积变形小 , 不存在坝体面层干缩问题 , 预制块可 防热作用 , 可减缓 年来 的碾 压混凝土坝都 设置 了坝身排 水 , 而且实践 中证明 , 在施工 坝体 面层温度梯度 , 有利于温度控制 等。 中并无 困难 。 2 . 3 . 8二 级配碾压 混凝 土防渗层 。从加强碾压混凝土重 力坝的 2 . 2 采用层间处理措施 。层 与层之间 的结合 质量如何 , 对建筑 自身防渗性能出发 , 采用全断面碾压 , 在坝体上游面一定范 围内, 使 物 的安 全和正常使用 是至关 重要 的。 下层 混凝 土的初凝 以前施工完 用骨料粒径较小 、高掺粉煤灰 的富胶凝材料的二级配碾压混凝土 , 上层混凝 土 , 是保证 层面胶结 质量的最有效 的措 施 , 如果施 工层面 层面加铺 厚 1 — 1 . 5 c m水泥粉煤灰砂浆 ,保证层面有较好的胶结 , 并 间隔时间超过下层混凝土的初凝时间 以后 ,若不进行层 面处理 , 则 在下层初 凝之前铺好上一层 再进行碾压 ,就可 以保证 层面胶结 良 随时间的延长层 面胶 结质 量变差。为加强层 间结合 , 从而达到一定 好 , 其厚度 为水头的 1 / 1 5 1 / 2 0 。现有 的经验证明 , 在高 1 5 0 c m以下 的防渗性 , 近年来 修建和设计 的碾压混凝土 坝 , 大都 在层面 靠近上 的碾压混凝土重力坝 , 若施 工严谨 , 质量得到保证时 , 应该无须再采 5 0 c m 的坝上 , 还需进行必要 的论证 和专 游 的一定 范围 内( 一般 在靠近 上游约 1 / 1 0的范 围 内) , 铺 设一层 富 用其他辅助措施 。在高于 1 配 比混凝土 , 层厚一般为 2 . 5 c m, 作为层面 的防渗措施 。对浇筑间歇 门的研究 。 层面凿 毛、 冲洗平铺 1 — 3 c m的水 泥砂浆 , 以加强层 间的抗渗性。 2 . 3 . 9变态混凝土和二级配碾压混凝土 防渗结 构。变态混凝土 碾压混凝土摊铺施工 中铺洒适量 对于裸露式碾压混凝土坝 可适 当提高总胶凝材料用量 , 提高其 防渗是在坝体上游一定的范围 内, 然 混凝土 的密实性 。 同时 为了使上 、 下游面坝坡 密实平整 , 消除蜂窝状 的水 泥浆 ,是该处的混凝土变成具有坍落度 的类 似常态混凝 土 , 表面 , 设计 上采 用浇灌特制的胶凝剂 。 后用人工插入式振捣器振捣 , 其 范围通 常为 0 . 3 — 1 . 5 m。浇筑层厚度 2 . 3关 于上游坝面的防渗措施 。上游坝面的防渗措施是 针对层 与碾压厚度相 同, 随着碾压混凝土铺 筑层 的上升逐层浇筑 。 面、 裂缝 以及其 他难以下几种 : 用变态混凝 土取代 常态混凝土作为 防渗结构 , 能确保 两种混凝 2 . 3 . 1厚 常态混凝土 防渗层。通常厚度为 2 — 3 m, 一般根据水头 土 的同步上升 、 避免 由于不能及时变化混凝土品种而使 层面间隔时 大小及施 工工艺而定 。中等高度以上的坝 , 常根据渗透坡降要求且 间过长 , 形成交接薄弱面甚 至冷 锋面 ; 同时大大减小 了施工干扰 , 提 考 虑有 廊道部位 ,常态混凝土垫层厚度 为 1 0 m左右 ,其余 部位为 高了施工进度。 2 - 3 m, 垫层常态混凝土标号常用 R  ̄ 2 0 0 S , 并设横缝及止水。其防渗 作用是显著 的, 但它的主要缺点是不能充分发挥碾压 混凝 土坝造价 低、 速 度快的优越性 , 只有特别重要 的高坝才使用 。
碾压混凝土坝的渗流特性及其防渗设计

碾压混凝土坝的渗流特性及其防渗设计摘要:碾压混凝土坝现已成为世界坝工建设领域中最受喜爱的新坝型之一,而渗漏问题是与生俱来的,因此从某种意义上说,碾压混凝土坝技术的发展主要取决于渗流控制技术的发展。
本文分析了碾压混凝土坝的渗流特性,阐述了碾压混凝土坝防渗设计的目标和要求,着重对防渗设计的具体措施进行了深入分析。
关键词:碾压混凝土坝渗流防渗1.绪言碾压混凝土坝(Roller Compacted Concrete Dam缩写为RCCD)是将常态混凝土的结构和碾压土石坝的施工等优点集于一体,具有节约水泥用量、简化施工工艺、施工速度快和工程造价低等优点。
20世纪70年代,许多国家对碾压混凝土筑坝技术进行了理论研究和科学试验。
碾压混凝土坝现已成为世界坝工建设领域中最受喜爱的新坝型之一。
碾压混凝土坝采用分层浇筑的施工方式,如果这些层面间隙时间控制欠妥、处理不当,常会形成相对薄弱面。
与碾压混凝土坝本体弱透水性相比较,这些层面往往会成为碾压混凝土坝的渗水通道,含层面的碾压混凝土坝的渗透系数也会显著加大。
由此可见碾压混凝土坝的渗漏问题是与生俱来,从某种意义上说,碾压混凝土坝技术的发展主要取决于渗流控制技术的发展。
2.碾压混凝土的渗流特性分析为了研究混凝土的渗透性能,通常需要自制或改制混凝土渗透仪,在实验室内测定施加压力水后渗透过碾压混凝土试件的渗水量,利用达西定律,求得该试件碾压混凝土的渗透系数。
碾压混凝土坝渗流特性室内试验可以直接从碾压混凝土坝中钻取含层面的芯样制成试件,也可以在室内制备含层面的试件,进行“并联”、“串联”立方体(见图1)或圆柱体模型的试验。
采用龙滩工程大坝碾压混凝土现场试验的浇筑块,根据现场碾压试验的多种工况,按照串并联模型的试验方式进行渗透试验研究工作。
图1 碾压混凝土长方体试件的并联及串联渗透试验模型碾压混凝土在渗流特性上是一典型的成层结构挡水建筑物,大量的室内及现场压水试验都表明,如果处理不当会形成薄弱面,层面成为强透水带。
碾压混凝土坝施工防渗措施探讨

碾压混凝土坝施工防渗措施探讨摘要:本文通过对碾压混凝土坝的渗透特点分析,结合目前碾压混凝土坝常采用的几种防渗结构型式的比较分析,提出了变态混凝土的一种技术上合理可行且又能为快速施工创造便利条件的新型防渗结构,在碾压混凝土坝中具有广阔的应用前景。
关键词:碾压混凝土坝;防渗措施引言:在碾压混凝土防渗的施工中要结合气候因素和施工因素,结合试验的数据和结果,利用有利的措施将碾压混凝土的性能加以改善,提升间层的结合度,对碾压混凝土和变态混凝土的施工质量加以严格的控制,利用新方法进行横缝止水加固,对混凝土表面进行严格的保护。
1 碾压混凝土坝的特点碾压混凝土筑坝技术改变了以往柱状浇筑的常规混凝土筑坝技术,而是用振动碾压机在大仓面浇筑层面振动碾压施工。
碾压混凝土筑坝材料采用超干硬性无坍落度的混凝土,为使压实机械将振动波传到层底,使每层上下部压实均匀,混凝土摊铺碾压的层厚一般为30~35cm。
碾压混凝土主要特点是水泥用量少、粉煤灰含量高的干贫性混凝土,采用与土石坝相同的运输和铺筑设备,薄层摊铺,振动碾压,逐层填筑。
实质上是把混凝土坝结构、材料与土石坝施工方法的优越性进行综合,经过择优改进而成的一种筑坝新技术。
碾压混凝土属于干贫混凝土,干是指材料的用水量少,是超干硬性无坍落度混凝土,贫是指材料的水泥用量少,以较大掺量粉煤灰代替水泥,单位体积混凝土水泥用量比常态混凝土少,其单位体积所散发的水化热要比常态混凝土少,绝热温升也较低,具有温控简单的有利条件。
2 碾压混凝土坝存在的渗漏问题分析2.1上游坝面防渗涂层未实施现阶段会使用薄层碾压进行碾压混凝土坝施工,坝体不可避免的会出现一些新老混凝土的结合面。
为了更好的避免此问题,结合相关的资料和试验,可以在大坝上游面进行防渗涂料的涂刷工作,并且要业主提交上游坝面防渗涂刷的相关招标文件。
若在施工阶段不进行坝面防渗涂料的涂刷,会对碾压混凝土坝的防渗工作造成影响。
因此,必须依据招标文件中的设计要点,在上游防渗混凝土中添加添加剂,可以掺入的为渗透结晶型本体防水添加剂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅析碾压混凝土重力坝的抗渗性能和防渗措施
在混凝土坝体的建造中,坝体的防漏和防渗的建造方式一直是非常重要的问题。
对于完成建造的坝体,如果出现渗漏的现象,一方面水资源出现浪费,另一方面大坝层的渗透压力小,造成大坝本身的摩擦系数降低,对大坝整体的稳定性,渗透压力,整体耐久性等方面都受到影响,使大坝的安全性降低,文章主要从碾压混凝土重力坝的抗渗性能和防渗措施等方面进行分析。
标签:碾压混凝土重力坝;抗渗性能;防渗措施;骨料;面板
碾压混凝土筑坝的建筑方式,已经得到了广泛的普及,国内外许多水电工程都在使用这种方式建造大坝,各个建成的大坝都有自己的特色,但防渗性能均存在这样那样的问题。
在工程施工过程中,经常会发现骨料分离的情况,容易出现很多小通道,影响坝体的防渗性能,对坝体的稳定状态造成一定的影响。
1 抗渗性能的研究
对坝体进行施工的时候,坝体的抗渗性能和建筑坝体的材料以及内部的空隙状态有关,这些层面结构的性能如果出现操作不当,会造成坝体本身出现一定的裂缝。
在碾压混凝土的时候,由于加入了很少的胶凝材料,出现混凝土的和易性很差,这种现象出现碾压的时候,本身会出现一定的离散程度,出现混料很难均匀的,抗渗的性能相对不好。
但是如果在操作中采用了适当的方式,实现对砂浆和灰浆的含量能够轻微的进行分离,在水灰比进行适当的配比的时候,要保证谨慎的配比这些灰浆。
这种现象需要进行适当的水灰比的探讨,进行适当的配比其中的骨料。
另外,这种进行水泥砂浆的配比需要按照一定的要求进行,对于施工的过程需要谨慎,在目前技术应用情况中,对骨料的分离和碾压等问题,还需要进行及时的解决,需要进行不断的研究,保证对其进行碾压的时候能够形成集中的渗漏通道。
笔者研究了很多工程的情况,表明很多工程在施工的时候没有进行施工的骨料分离和按照相关规定进行施工,而这方面是很难得到保证的。
因为,大坝在建设的时候要求坝体的抗渗性能能够得到很好的保证,需按照相关要求中规定的进行设计,要求大坝母体的抗渗标号多在W4~W6以上,在这个情况下能够达到和常态混凝土的效果一样,满足大坝的设计要求,如果采用很好的施工方式,可以达到W10~W12左右。
这些层面的抗渗标号一般都小于碾压的程度,混凝土本身的标号都能够达到百分之五十以上,具有很好的抗渗性能。
2 防渗措施
从宏观的角度进行研究,大坝的防渗措施主要包含减渗、控渗,这两方面也就是在工程施工中所说的“前防后排”。
在这种情况下,需要进行修复,笔者总结
了很多的防渗措施,供读者参考。
2.1 关于“后排”的问题
对于大坝建造中的“后排”,需要在建设的初期修建碾压混凝土坝,在大坝的整个部分并不设立排水系统。
如果按照全部的压力进行排水,会增加资金的投入。
如果不进行坝身排水的建设,下游的坝坡比能够达到0.85;如果需要进行有效的排水,可以降到0.7。
在最近几年均设置了有效排水设施,减少了施工过程中相关困难的发生。
2.2 关于层间处理措施
要保证大坝的层与层之间的质量,这样才能够有效的保证建筑质量,这方面的安全是非常重要的。
在进行下层混凝土的初凝以前施工完上层混凝土,是保证层面胶结质量的最有效的措施,这样能够对施工层面在一段时间进行初步凝结,如果不对这个层面进行处理,则需要延长层面的质量凝结时间,保证两者能够有效的结合在一起,达到很好的防渗效果。
达到一定时间以后,便可靠近大坝层面上行。
这种层的厚度一般为随时间的延长层面胶结质量变差。
加强层间结合,达到一定厚度,加强层面的抗渗性能。
对于建筑期间出现凿毛现象,需要进行冲洗平铺1~3cm的水泥砂浆,另外对于出现在外部的碾压混凝土坝要提高胶凝材料的使用,保证具有很好的密实性。
施工完成以后,需要按照要求对表面进行胶凝设置,保证具有很好的抗渗性。
2.3 关于上游坝面的防渗措施
对上游坝面进行防渗处理的时候,需要按照一定的要求进行,上游坝面的防渗措施是针对坝面出现裂缝和其他现象的,这些都是很难预料的事情,需要采取一定的措施进行防渗的处理,主要有下面几种方法。
(1)对厚常态混凝土防渗层,这方面通常采用厚度为2到3厘米之间,根据水头的要求进行施工,在进行高度定位的时候,需要根据渗透坡度对走廊顶部进行设置,一般混凝土的厚度层要求在10m 左右,其余的部分都要求在2~3m,对垫层常态混凝土标号常用R90200S,这样能够保证具有很好的横缝及止水,其防渗作用是显著的,但它的主要缺点是不能充分发挥碾压混凝土坝造价低、速度快的优越性,但只有这样才能够保证高坝的使用和具有良好的渗透性。
(2)对薄常态混凝土垫层进行处理,要求其中的厚度为0.3~1.0米,这种方式具有很好的经济形势,但是在应用中防止渗透的能力不是很强,在应用中容易出现干缩裂缝,使用不当将会出现渗漏的现象,需要进行谨慎的处理。
(3)采用预制混凝土板加PVC薄膜防渗,这种方式采用的是连续薄膜防渗的原理,即便在表面上产生裂缝,可以进行有效的防治,主要方式是采用1~2mm 厚的聚氯乙烯或氯丁胶作防水膜。
但是需要进行广泛的应用,进行逐步的研究。
(4)采用后浇钢筋混凝土面板防渗,这种防渗措施即有分逢又有止水,可以有效的防止板面出现裂缝或者漏水的现象,不干扰碾压混凝土的碾压施工,保证具有很好的防渗措施。
(5)采用沥青砂浆层防渗,这种方式一般都是采用4~8cm厚度的沥青砂浆,这种材料属于塑料,碾压后不会出现渗漏,防渗堵漏作用较好,已成功应用于不少碾压混凝土壩。
(6)收缩混凝土面板防渗,这种方式能够具有好的防渗性能,保证具有很好的防止渗透性能,一方面能够具有很好的体积膨胀性,另一方面能够消除出现的拉应力。
(7)预制混凝土块坐浆勾缝防渗。
在实施的过程中,预制混凝土块、乳胶砂浆、勾缝、横缝坐浆可形成微膨胀水泥砂浆,成为防渗层。
这种方式具有很好的优点。
(8)采用二级配碾压混凝土防渗层。
这种方式在应用中研究了混凝土的防渗性,能够进行全面的升级,这种方式采用的骨料粒径较小、高掺粉煤灰的富胶凝材料的二级配碾压混凝土,层面加铺厚1~1.5cm水泥粉煤灰砂浆,采用这种方式能够具有很好的防渗性能。
3 结束语
在混凝土坝体的建造中,需要采用全面的防漏和防渗措施,这样能够保证坝体的稳定性,能够发挥更大的作用。
参考文献
[1]范书立,陈健云,范武强,等.地震作用下碾压混凝土重力坝的可靠度分析[J].岩石力学与工程学报,2008,27(3):564-571.
[2]苏培芳,汪卫明,何吉,等.碾压混凝土重力坝全程综合仿真分析与安全评估[J].岩土力学,2009,30(6):1769-1774.
[3]谢祥明,郭磊.高温地区碾压混凝土重力坝的施工期温度裂缝控制[J].天津大学学报,2011,44(6):504-510.。